Permagel
tipus de sòl From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
En geologia, permagel o pergelisol (en anglès, permafrost, de perma-, permanent i frost, gelat) són aquelles capes de sòl, roca o terra que romanen per sota del punt de congelació de l'aigua (0 °C) durant com a mínim dos anys seguits.
El permagel està situat entre el pergelisol, la capa superficial activa que respon a les oscil·lacions del clima, i la roca profunda no gelada, més afectada pel flux geotèrmic que pel clima.
Els sòls es classifiquen com a permagel continu (90 a 100% de cobertura de la superfície amb permagel), discontinu (50 a 90%), esporàdic (10 a 50%), isolat (>10%) i sense permagel.
Remove ads
Primers estudis
En contrast amb la relativa escassetat d'informes sobre el sòl congelat a Amèrica del Nord abans de la Segona Guerra Mundial, existia una vasta literatura en rus sobre la ciència bàsica del permagel i els aspectes d'enginyeria d'aquest. Alguns autors russos relacionen la recerca del permagel amb el nom d'Alexander von Middendorff (1815-1894). No obstant això, els científics russos també es van adonar que a Karl Ernst von Baer se li ha de donar l'atribut de «fundador de la recerca científica del permagel». En 1843, l'estudi original de Baer «materials per a l'estudi del gel terrestre perenne» estava llest per a ser imprès. El detallat estudi de Baer consta de 218 pàgines i va ser escrit en llengua alemanya, ja que era un científic alemany del Bàltic. Ensenyava en la Universitat de Königsberg i va arribar a ser membre de l'Acadèmia de Ciències de Sant Petersburg. Aquest primer llibre de text del món sobre el permafrost va ser concebut com una obra completa i va estar llest per a la seva impressió en 1843. Però va romandre perdut durant uns 150 anys. No obstant això, a partir de 1838, Baer va editar diverses publicacions individuals sobre el permagel. L'Acadèmia Russa de Ciències va honrar a Baer amb la publicació d'una traducció temptativa al rus del seu estudi en 1942.
Aquests fets van quedar completament oblidats després de la Segona Guerra Mundial. Així, en 2001, el descobriment del text mecanografiat de 1843 en els arxius de la biblioteca de la Universitat de Giessen i la seva publicació anotada va ser una sensació científica. El text complet del treball original de Baer està disponible en línia (234 pàgines).[1] L'editor va afegir a la reimpressió facsímil un prefaci en anglès, dos mapes en color del permagel d'Euràsia i algunes figures de les característiques del permagel. El text de Baer s'introdueix amb comentaris detallats i referències en 66 pàgines addicionals escrites per l'historiador estonià Erki Tammiksaar. La lectura de l'obra és fascinant, perquè tant les observacions de Baer sobre la distribució del permagel com les seves descripcions morfològiques periglacials continuen sent en gran manera correctes avui dia. Amb la seva recopilació i anàlisi de totes les dades disponibles sobre el gel terrestre i el permagel, Baer va establir les bases de la terminologia moderna del permagel. El límit meridional del permagel a Euràsia dibuixat per Baer en 1843 es correspon bé amb el límit meridional real en el Mapa Circumártico de les Condicions del Permagel i del Gel Terrestre de l'Associació Internacional del Permafrost. (editat per J. Brown et al.).
A partir de 1942, Siemon William Muller va aprofundir en la literatura russa rellevant que es trobava a la Biblioteca del Congrés dels Estats Units i en la Biblioteca del Servei Geològic dels Estats Units de manera que va poder proporcionar al govern una guia de camp d'enginyeria i un informe tècnic sobre el permagel en 1943",[2] any en què va encunyar el terme com una contracció de la locució «congelat permanentment».[3] Encara que originalment es va considerar com a informació classificada (com U.S. Army. Office of the Chief of Engineers, Strategic Engineering Study, núm. 62, 1943),[3][4][5][6] en 1947 es va donar a conèixer públicament un informe revisat, que es considera el primer tractat estatunidenc sobre el tema.[6]
Remove ads
Extensió mundial
El permagel es concentra en aquells ambients en què el clima és propici, principalment en zones a gran latitud (permagel polar) i a gran altitud (permagel alpí). Abasta 10,5 milions de km² (excloent-hi la superfície coberta de gel de Groenlàndia i l'Antàrtida) en zones polars, i es troba també en algunes parets a menor latitud, concentrant-se llavors en zones muntanyoses en altitud, de massissos com els Alps. Ocupa un 24% dels sòls de l'hemisferi nord.[7]
Remove ads
Localització
Es troba extensivament en la zona àrtica de l'hemisferi nord: Alaska, nord del Canadà, centre i nord de la zona perifèrica de Groenlàndia i nord de Rússia i en àrees aïllades del nord de la Xina, el Tibet i Mongòlia.
Característiques
En graves i roques, hi ha poc de gel i hi predomina un permagel sec. Tanmateix, el gel acostuma a presentar-se en el permagel en proporcions del 80 al 100% per volum en intrusions massives de gel i cristalls de gel. El permagel està en quasi tota la tundra i penetra al nord de la taigà; hi ha un permagel discontinu en els llocs on les temperatures de l'atmosfera es troben entre -8,5 i -1 °C. El gruix de la capa glaçada del permagel depèn de la temperatura mitjana anual, la conductivitat tèrmica del sòl i la roca, la proximitat al mar i la posició topogràfica.[8]
Dins del permagel, en la capa glaçada permanentment i a uns -10 °C, s'ha trobat vida microbiana, especialment cianobacteris.
Remove ads
La construcció en el permagel
La construcció sobre el permagel es veu dificultada pel motiu que la calor dels edificis o de les canalitzacions poden fer desglaçar part del permagel i desestabilitzar-ne l'estructura. Les solucions comunes, per això, inclouen fer servir fonaments de fusta (pilons profunds); construir sobre una capa gruixuda de grava (normalment d'un a dos metres de gruix); o fer servir canonades calentes d'amoníac ahnidre. En el cas del sistema de canonades d'Alaska (Trans-Alaska Pipeline System), es fa servir canonades calentes aïllades per a evitar l'enfonsament de les canonades al seu pas pel permagel. Pel que fa al ferrocarril del Qingzang, al seu pas per permagel (discontinu) del Tibet, es fan servir una gran varietat de mètodes per a mantenir fred el sòl. A l'Institut de Recerca del Permagel de Iakutsk, s'ha descobert que es pot evitar l'enfonsament dels grans edificis en el permagel utilitzant puntals que s'estenen cap avall per a arribar a 15 m de fondària o més. A aquesta profunditat, la temperatura no canvia amb les estacions de l'any, i es manté en uns -5 °C.
Remove ads
El permagel i el canvi climàtic
Hi ha una previsió científica[7] que anuncia que, amb l'escalfament global, cap a l'any 2100 el permagel haurà desaparegut en la major part, i en restarà només un milió de km² de permagel (al voltant del 10% de l'actual) i que això tindrà efectes adversos per a l'ecologia i la societat.
Riscos geològics associats a la desaparició del permagel
Causes de la degradació del permagel
La desaparició del sòl congelat de manera perenne ve condicionada per l'augment de la temperatura mitjana de la Terra a causa de l'escalfament global.
Segons estudis recents, un augment de 2 °C suposaria la pèrdua del 40% del permagel mundial. Si es compleix l'Acord de París, que va fixar com a objectiu mantenir l'escalfament global per sota de 2 °C, tractant de limitar-lo a 1,5 °C, se salvaria gran part del permagel del món.
Els processos que es troben involucrats amb la degradació del permagel que poden originar riscos geològics són els següents:
- Escalfament del permagel: l'augment de la temperatura del sòl pot provocar el seu descongelament i pèrdua gradual de la força de càrrega. Els sòls descongelats poden ser més compressibles o presentar menor cohesió en comparació a quant es troben en estat congelat. En particular, els sòls més porosos, orgànics o amb gran quantitat d'aigua seran més susceptibles a sofrir canvis amb la descongelació, donant per resultat un augment en el contingut en aigua de la capa activa.
- Engruiximent de la capa activa a causa de l'augment de temperatures.
- Desenvolupament de capes profundes descongelades completament lliures de permagel (també denominades taliks).[9]
Perills associats a la desaparició del permagel
El sòl amb permagel exhibeix propietats molt canviants des de l'estat congelat a l'estat descongelat a causa del canvi de fase de gel a aigua i a l'augment de temperatura que sofreix la fracció sòlida lliure d'aigua. Quan hi ha presència d'aigua en el substrat, els sòls congelats presenten major resistència en disminuir la temperatura, és a dir, el gel actua com a ciment cohesionant les partícules del sòl. Quan la temperatura augmenta, l'aigua no congelada de la matriu de gel pot mostrar propietats de compressió i augment de la taxa de fluència. Si se supera el punt de congelació del sòl (T > 0 °C ), la capacitat de càrrega es redueix i el sòl ja no pot mantenir l'estabilitat de l'enginyeria que hi hagi per damunt, la qual cosa produeix assentaments diferencials i danys en les infraestructures.[10]
Per tant, la degradació del permagel ric en gel pot augmentar el risc de diversos perills naturals, com subsidència, enfonsaments o moviments de vessant, que poden danyar carreteres, edificis, canonades, aeroports i altres tipus d'infraestructures presents en el territori. Des de principis de la dècada del 2000, el nombre d'avaluacions de perills geològics ha augmentat juntament amb el desenvolupament de projeccions climàtiques. La distribució circumpolar de les àrees d'alt risc depèn de canvis en el gruix de la capa activa en combinació amb el contingut de gel en el sòl. A més, altres factors ambientals que també cal tenir en compte són la geologia superficial, la temperatura i degradació del permagel, el pendent i les taxes d'erosió de la costa.[11] En un futur, fins al 70% de la infraestructura circumpolar fonamental podria estar en risc per mig segle.[12]
Impacte del canvi climàtic en el permagel:
El canvi climàtic està accelerant el desglaç del permagel, amb importants implicacions per al sistema climàtic, els ecosistemes i les infraestructures humanes:
Alliberament de gasos d'efecte d'hivernacle
El permagel conté aproximadament 1,7 bilions de tones de carboni, més del doble del carboni present en l'atmosfera. A mesura que les temperatures globals augmenten, el permagel descongelat allibera diòxid de carboni (CO₂) i metà (CH₄), dos potents gasos d'efecte d'hivernacle. Aquest procés contribueix a un cicle de retroalimentació positiva, intensificant l'escalfament global i amenaçant els objectius climàtics internacionals.
Transformació d'ecosistemes
El desglaç del permagel modifica els hàbitats de flora i fauna a les regions àrtiques. Per exemple:
-Vegetació: La pèrdua de sòls congelats afavoreix l'expansió de boscos boreals cap a àrees de tundra.
-Fauna: Els canvis en el règim tèrmic del sòl afecten espècies dependents d'ecosistemes congelats, com el ren i la guineu àrtica.
Riscos per a infraestructures
El col·lapse del sòl a causa del desglaç genera greus danys en infraestructures de regions àrtiques:
-Carreteres i edificis sofreixen deformacions i enfonsaments.
-Oleoductes i gasoductes, com els de Sibèria, enfronten riscos de ruptura.
-S'estima que més del 70% de les infraestructures de l'Àrtic estaran en risc per a 2050 si no es prenen mesures d'adaptació.
Contribució a l'augment del nivell de la mar
En regions glacials, el desglaç del permagel contribueix al lliscament de glaceres cap a l'oceà, accelerant l'augment del nivell de la mar. Aquest fenomen amplifica els impactes del canvi climàtic en les costes de tot el món.[13][14][15]
Remove ads
Referències
Enllaços externs
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads